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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rundballenpresse mit wenigstens
zwei eine Presskammer begrenzenden und gegeneinander in einem Freiheitsgrad
bewegbaren Ballenformungselementen. Eine solche Rundballenpresse
ist z. B. aus
DE 298 14
775 U1 bekannt.
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Die
Ballenformungselemente dieser bekannten Rundballenpresse sind Walzen
beziehungsweise Gruppen von Walzen. Es können bei dieser
bekannten Rundballenpresse mehrere Gruppen von Walzen unterschieden
werden. So können beispielsweise die in einer vorderen
Gehäusehälfte montierten Walzen zu einer ersten
und die in einer hinteren, zum Auswerfen eines Ballens gegen die
vordere Gehäusehälfte schwenkbaren hinteren Gehäusehälfte
montierten Walzen zu einer zweiten Gruppe gerechnet werden, oder
unter den Walzen der hinteren Gehäusehälfte kann
zwischen der Gruppe der Walzen, deren Achsen in Bezug auf die hintere
Gehäusehälfte fest sind, und der Gruppe derjenigen
unterschieden werden, die von einem in Bezug auf die Gehäusehälfte
schwenkbaren Rahmen gehalten sind. Indem die Walzen dieses Rahmens
zur vorderen Gehäusehälfte hin geschwenkt werden,
kann ein zwischen den Walzen gebildeter Pressraum verkleinert werden, was
die Ballenbildung in einer An fangsphase erleichtert und das Pressen
von Ballen mit gleichmäßig hoher Dichte ermöglicht.
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Während
der Erzeugung eines Ballens wird der schwenkbare Rahmen in dem Maße
nach außen gedrängt, wie der Ballen in der Presskammer
wächst. Dabei wächst zunächst auch kontinuierlich
die von einer Feder auf den Rahmen ausgeübte Rückstellkraft. Wenn
jedoch der Rahmen eine äußere Anschlagstellung
erreicht, in der er nicht weiter zurückweichen kann, nimmt
die Presskraft bei weiterer Zufuhr von Pressgut zum Ballen abrupt
zu. Unter ungünstigen Umständen kann dies dazu
führen, dass der Ballen nicht mehr gedreht und folglich
auch nicht mehr geschnürt oder umwickelt werden kann. Wenn
in einem solchen Fall der Ballen ungeschnürt bzw. ungewickelt
ausgeworfen werden muss, zerfällt er, und das gesamte Pressgut
muss erneut aufgenommen und zu einem Ballen geformt werden. Ein
Benutzer muss daher genau darauf achten, dass dem Ballen nicht mehr
Pressgut zugeführt wird, als die Presskammer zu fassen
vermag.
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Aufgabe
der Erfindung ist, eine Rundballenpresse zu schaffen, bei der die
Gefahr einer Überfüllung verringert oder gar ausgeräumt
ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem
bei einer Rundballenpresse mit wenigstens zwei eine Presskammer
begrenzenden und gegeneinander in einem Freiheitsgrad bewegbaren
Ballenformungselementen ein Sensor zum Erfassen der Relativposition
der Ballenformungselemente zueinander vorgesehen ist. Basierend
auf dem Erfassungsergebnis eines solchen Sensors kann – manuell
oder automatisch, in die Rundballenpresse integriert oder außerhalb
von dieser – eine Überwachung des Füllungszustandes
der Rundballenpresse stattfinden, die es ermöglicht, den
Ballen rechtzeitig zu umwickeln.
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Häufig
sind die Ballenformungselemente durch ein Gelenk miteinander schwenkbar
verbunden, so dass der Sensor zweckmäßigerweise
ein dem Gelenk zugeordneter Winkelsensor sein kann. Dabei kann der
Sensor ein binäres oder auch ein quantitatives Ausgangssignal
liefern.
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Einem
ersten Grundkonzept der Erfindung zufolge sind die von dem Sensor überwachten
Ballenformungselemente in zwei zum Ausgeben eines Ballens gegeneinander
schwenkbaren Gehäuseteilen angeordnet, und das Gelenk verbindet
die beiden Gehäuseteile miteinander.
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Einem
zweiten Grundkonzept zufolge kann zwar die Rundballenpresse zwei
zum Ausgeben eines Ballens gegeneinander schwenkbare Gehäuseteile
umfassen, doch sind die zwei von dem Sensor überwacht gegeneinander
bewegbaren Ballenformungselemente in einem der beiden Gehäuseteile angeordnet.
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Selbstverständlich
sind die beiden Grundkonzepte auch in der Weise miteinander kombinierbar,
dass die Ballenpresse drei gegeneinander bewegbare Ballenformungselemente,
zwei in einem ersten Gehäuseteil und eines in einem gegen
den ersten Gehäuseteil schwenkbaren zweiten Gehäuseteil
aufweist, und das zwei Sensoren zur Erfassung der Relativpositionen
der Ballenformungselemente vorgesehen sind.
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Um
eine Überladung zu vermeiden, sind zweckmäßigerweise
Mittel vorgesehen, um die Gutzufuhr zu der Presskammer zu stoppen,
wenn die Relativposition eine vorgegebene Grenzposition überschreitet.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass hier unter einer
Rundballenpresse sowohl eine Rundballenpresse klassischer Bauart verstanden
werden kann, die üblicherweise an eine Zugmaschine angekoppelt
wird, um von dieser über ein zu beerntendes Feld oder eine
Wiese gezogen zu werden, als auch die Kombination einer solchen Rundballenpresse
im engeren Sinne mit der ihr zugeordneten Zugmaschine, so dass es
für die Erfindung nicht darauf ankommt, ob die Mittel zum
Stoppen der Gutzufuhr in der Ballenpresse im engeren Sinne oder in
der Zugmaschine implementiert sind. So kann es sich zum Beispiel
bei diesen Mitteln um eine Steuereinheit der Rundballenpresse im
engeren Sinne handeln, die bei Überschreitung der Grenzposition
einen Pickup der Ballenpresse stoppt, so dass kein Pressgut mehr
aufgenommen wird, oder um eine Steuereinheit der Zugmaschine, die
letztere zum Stehen bringt, was ebenfalls dazu führt, dass
kein Pressgut mehr aufgenommen werden kann.
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Zweckmäßigerweise
ist ferner ein Pressdruckregelsystem zum Regeln des von den Ballenformungselementen
auf den Ballen ausgeübten Drucks an den Sensor gekoppelt,
um unterschiedliche Pressdrücke einzustellen, je nachdem,
ob die Relativposition eine vorgegebene Grenzposition überschreitet
oder nicht.
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Insbesondere
kann das Pressdruckregelsystem ausgelegt sein, bei Überschreitung
der Grenzposition den Pressdruck zu reduzieren, so dass der Ballen
leichter gedreht werden kann und ohne Schwierigkeiten mit Hüllmaterial
umwickelt werden kann.
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Das
Pressdruckregelsystem umfasst vorteilhafterweise wenigstens einen
zwischen den zwei Ballenformungselementen wirkenden Hydraulikkolben
sowie Mittel zum Regeln des in dem Hydraulikkolben herrschenden
Drucks anhand der von dem Sensor erfassten Relativposition. Anders
als zum Beispiel eine Feder erlaubt ein Hydraulikkolben, die Presskraft
willkürlich in Abhängigkeit von der vom Sensor
erfassten Relativposition einzustellen, so dass zum einen ein Pressballen
von optimal homogener Dichte erhalten und andererseits die Presskraft bei Überschreitung
der Grenzposition auf einfache Weise reduziert werden kann, um das
Umhüllen des Ballens zu erleichtern.
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Die
Ballenformungselemente können insbesondere jeweils mehrere
in einem Rahmen drehbar gehaltene Presswalzen oder auch jeweils
von einem umlaufenden Endlosstrang umgebene Walzen umfassen.
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Wenn
die Rundballenpresse einen Fahrantrieb und eine Fahrerkanzel umfasst,
ist zweckmäßigerweise an der Fahrerkanzel eine
Anzeigerichtung für ein Ausgangssignal des Sensors vorgesehen.
So kann der Fahrer die Position der Ballenformungselemente fortlaufend überwachen
und, sofern dies nicht von einer automatischen Steuereinheit erledigt
wird, das Umwickeln des fertigen Ballens oder eine Anpassung der
Presskraft manuell auslösen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Ballenpresse gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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2 und 3 jeweils
schematische Darstellungen der hinteren Gehäusehälfte
einer Ballenpresse gemäß einer zweiten Ausgestaltung
der Erfindung.
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1 zeigt
in einer schematischen Seitenansicht ein Gespann aus einer Zugmaschine 1 und einer
von dieser gezogenen und angetriebenen Ballenpresse 2.
Bei dieser Anordnung sind einige für den Betrieb der Ballenpresse 2 erforderliche
Funktionseinheiten, insbesondere für Antrieb und Steuerung, in
der Zugmaschine 1 enthalten; es wird dem Fachmann jedoch
keine Schwierigkeiten bereiten, die im Folgenden gegebenen Erläuterungen
auch auf eine selbst fahrende Ballenpresse anzuwenden oder das in 1 gezeigte
Gespann als solches als eine Ballenpresse im weiteren Sinne aufzufassen.
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Ein
Gehäuse der Ballenpresse 2 umfasst im Wesentlichen
zwei Gehäuseteile, ein vorderes 10 und ein hinteres 11,
die an ihren Oberseiten durch ein Scharnier 12 schwenkbar
verbunden sind. In den Ge häuseteilen 10, 11 drehbar
aufgehängte Walzen 3, 3', 3'' begrenzen
eine Presskammer 13. Im hinteren Gehäuseteil 11 sind
zwei dieser Walzen, mit 3' bzw. 3'' bezeichnet,
in einem relativ zu dem hinteren Gehäuseteil 11 um
eine Achse 7 schwenkbaren Rahmen 8 gehalten. Der
Rahmen 8 ist, angetrieben von einem hydraulischen Stellglied 9,
zwischen einer in der 1 mit durchgezogenen Linien
dargestellten, in die Presskammer 13 hinein ragenden Stellung
und einer durch strichpunktierte Linien dargestellten Stellung schwenkbar,
in der die Walzen 3', 3'' zusammen mit den anderen
Walzen 3 in etwa auf einem Kreis rings um die Presskammer 13 liegen.
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Die
Presskammer 13 wird mit von einem Feld aufgenommenem Erntegut über
eine Pickup-Trommel 4, gegebenenfalls nach Durchlaufen
einer Schneideinrichtung 5, beschickt. In seiner in die Presskammer 13 hinein
geschwenkten Stellung verkleinert der Rahmen 8 effektiv
die Presskammer 13 und erleichtert so den Beginn der Ballenbildung
aus dem zugeführten Erntegut. Die Walzen 3, 3', 3'' sind im
Uhrzeigersinn drehangetrieben, so dass der Ballen im Gegenuhrzeigersinn
rotiert. Mit fortschreitendem Wachstum des Ballens wird der Rahmen 8 entgegen
der Kraft des Stellgliedes 9 immer weiter nach außen,
in Richtung der strichpunktiert dargestellten Stellung, gedrängt.
Durch Regelung von Zufuhr bzw. Abfluss von Hydraulikfluid zu bzw.
von dem Stellglied 9 an einem Wegeventil 16 kann
die Andrückkraft der Walzen 3', 3'' gegen
den Ballen während der gesamten Ballenbildung konstant
gehalten oder auf andere geeignete Weise geregelt werden, um einen
homogen dichten Ballen guter Qualität zu erhalten. Druck quelle
für das Hydraulikfluid ist im hier dargestellten Fall eine
Hydraulikpumpe 17 in der Zugmaschine 1; selbstverständlich
kann alternativ auch eine Hydraulikpumpe in der Ballenpresse 2 selbst
vorgesehen und genauso wie deren Walzen 3, 3', 3'',
die Pickup-Trommel 4 und die Schneideinrichtung 5 über eine
Zapfwelle vom Motor der Zugmaschine 1 angetrieben sein.
Die Zapfwelle ist, da an sich bekannt, in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt.
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Ein
zweites, unabhängig vom ersten Stellglied 9 über
das Wegeventil 16 versorgtes Stellglied 19 greift
an den beiden Gehäuseteilen 10, 11 an,
um diese während der Ballenbildung geschlossen zu halten
und zum Auswerfen des fertigen Ballens auseinander zu schwenken.
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Um
das Zurückweichen des Rahmens 8 während
der Ballenbildung zu überwachen, ist ein elektronischer
Drehwinkelsensor 20 an der Achse 7 angeordnet.
Der Drehwinkelsensor 20 liefert einen quantitativen Messwert
des Drehwinkels des Rahmens 8 an eine elektronische Steuereinheit 21.
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Einer
ersten Ausgestaltung zufolge ist die Steuereinheit 21 im
Wesentlichen lediglich eine Schnittstelle für den Datenaustausch
mit einer Benutzerschnittstelle 22 in einer Fahrerkanzel
der Zugmaschine 1. Anhand der vom Drehwinkelsensor 20 gelieferten
Daten zeigt die Benutzerschnittstelle 22 dem Fahrer fortlaufend
den Füllstand der Presskammer 13 an und/oder erzeugt
ein Warnsignal, wenn der Füllstand ein kritisches Maß überschritten
hat und der in der Presskammer gebildete Ballen umwickelt und ausgegeben
werden muss. Wenn dies der Fall ist, hält der Fahrer die
Zugmaschine 1 an, so dass kein weiteres Erntegut aufgenommen
werden kann, und steuert einen Ballenbindevorgang, bei welchem Bindematerial,
wie etwa Garn, Folie oder Netz von einem Vorrat 23 abgewickelt
und als eine letzte, äußerste Lage um den fertigen
Ballen herumgewickelt wird. Um diesen Wickelvorgang zu erleichtern,
reduziert die Steuereinheit 21 den Druck des Hydraulikfluids
im Stellglied 9, so dass der Pressdruck auf den Ballen
abnimmt und der Ballen dementsprechend leichter zu drehen ist.
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Einer
zweiten Ausgestaltung zufolge nimmt die Steuereinheit 21 selbst
eine Auswertung der von dem Drehwinkelsensor 20 gelieferten
Daten vor, stoppt, wenn sie einen kritischen Füllstand
der Presskammer 13 erkennt, die Zugmaschine 1 und
löst den Ballenbindevorgang bei gegebenenfalls reduziertem Pressdruck
wie oben beschrieben aus.
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Es
können auch beide Ausgestaltungen in der Weise kombiniert
sein, dass bei einem ersten Füllstand der Presskammer die
Benutzerschnittstelle 22 eine optische oder akustische
Warnung für den Fahrer er zeugt, um ihn zum Auslösen
eines Ballenbindevorgangs aufzufordern, und dass, wenn dieser die
Aufforderung ignoriert, bei Überschreitung einer zweiten,
geringfügig höheren Füllmenge die Steuereinheit 21 den
Ballenbindevorgang automatisch auslöst.
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Anstelle
des quantitativen Drehwinkelsensors 20 oder ergänzend
zu diesem kann auch ein qualitativ arbeitender Sensor, d. h. ein
Sensor mit binärem Ausgangssignal oder Schalter 24,
zur Erfassung der Stellung des Rahmens 8 eingesetzt werden, der
von dem Rahmen 8 betätigt wird, wenn dieser kritisch
nahe an seine in 1 strichpunktiert dargestellte
Stellung herankommt. Ein solcher Schalter 24 ermöglicht
keine kontinuierliche Überwachung des Füllstands
der Presskammer 13 während der Ballenbildung,
aber zur Erzeugung eines Warnsignals für den Fahrer oder
zum Auslösen eines automatischen Ballenbindevorgangs, gegebenenfalls
in Verbindung mit einer Herabsetzung des Pressdrucks, ist er ebenfalls
geeignet.
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Ein
in entsprechender Weise arbeitender Schalter 25 kann auch
zwischen den beiden Gehäuseteilen 10, 11 angeordnet
sein, um einen Zeitpunkt im Laufe der Ballenbildung zu erfassen,
in welchem der Druck des Ballens gegen die Walzen 3 beginnt, die
Zuhaltekraft des Stellglieds 19 zu überschreiten und
die beiden Gehäuseteile 10, 11 auseinanderzuspreizen.
Auch anhand eines diesen Zeitpunkt anzeigenden Erfassungssignals
dieses Schalters 25 kann entschieden werden, dass die Presskammer
voll ist und es Zeit ist, einen Ballenbindevorgang auszulösen.
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Einer
vereinfachten Ausgestaltung zufolge kann der oben beschriebene elektronische
Sensor 20, der Schalter 24 und/oder der Schalter 25 auch
jeweils durch einen mechanischen Sensor ersetzt sein, z. B. einen
Seilzug, von dem ein Ende an dem Rahmen 8 bzw. dem Gehäuseteil 11 angreift,
während ein anderes Ende mit einem Zeigerelement gekoppelt
ist, so dass letzteres der Bewegung des Rahmens 8 bzw.
des Gehäuseteils 11 folgt. Ein solches Zeigerelement
ist zweckmäßigerweise an der Vorderseite des Gehäuses
der Ballenpresse 2 angebracht, so dass der Fahrer es von
der Fahrerkanzel aus sehen kann, wenn er nach hinten oder in einen Rückspiegel
blickt. So kann der Fahrer an dem Zeigerelement jederzeit den Füllungsgrad
der Presskammer bzw. die Stellung des Gehäuseteils ablesen und
den Betrieb der Ballenpresse daran angepasst steuern.
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Die 2 und 3 zeigen
jeweils schematische Ansichten des hinteren Gehäuseteils 11 mit fertigem
bzw. teilfertigem Pressballen 14 gemäß einer
geringfügig abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung.
Während bei der Ausgestaltung der 1 der Rahmen 8 geradlinige
Streben umfasst, welche die Achsen der Walzen 3', 3'' mit
der Achse 7 verbinden, und die achsnähere 3'' der
beiden Walzen 3', 3'' einen kleineren Durchmesser
als die anderen Walzen hat, um eine im wesentlichen zylindrische
Form der Presskammer 13 zu gewährleisten, sind
bei der Ausgestaltung der 2 und 3 die
schwenkbaren Walzen 3', 3'' mit den fest am hinteren
Gehäuseteil 11 gelagerten Wellen 3 baugleich,
und die Achsen der Wellen 3', 3'' liegen mit der
Achse 7 nicht auf einer Linie. Die Arbeitsweise der Ballenpresse
gemäß dieser Ausgestaltung ist die gleiche wie
mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Das
Prinzip der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf
Ballenpressen beschränkt, bei denen die Presskammer, wie
in den 1 bis 3 gezeigten, an ihrem Umfang
im Wesentlichen vollständig von Walzen begrenzt ist. Die
Walzen können auch jeweils weit voneinander beabstandet
sein und die Zwischenräume zwischen den Walzen überbrückende Ketten
oder Bänder, insbesondere an sich bekannte Stabketten,
tragen.
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Die
oben angesprochene Druckreduzierung zu Beginn eines Ballenbindevorgangs
kann, wenn die Stellglieder als ideal dicht und verlustfrei angesehen
werden, in einem kontrollierten Ablassen von Druckfluid aus den
Stellgliedern bestehen.
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Wenn
die Stellglieder verlustbehaftet sind, muss, um während
der Ballenbildung den Pressdruck konstant auf einem Sollwert zu
halten, fortlaufend in kontrolliertem Umfang Hydraulikfluid unter Druck
zu den Stellgliedern nachgeführt werden.
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Im
einfachsten Fall obliegt dem Fahrer, den Druck in den Hydraulikzylindern
zu überwachen und ggf. nachzuregeln, und die Benutzerschnittstelle 22 hat
zu diesem Zweck ein Anzeigefeld, welches den momentan in den Hydraulikzylindern
herrschenden Druck anzeigt. Jeweils zu Beginn der Ballenerzeugung
beaufschlagt der Fahrer die Hydraulikzylinder 9 und 19 mit
hohem Druck, um einen ausreichenden Pressdruck und eine feste Zuhaltung
des Gehäuses zu gewährleisten. Fällt
der Druck in dem einen oder anderen der Hydraulikzylinder 9, 19 unter
einen vorgegebenen Mindestwert, so regelt der Fahrer ihn über
das Ventil 16 nach, eventuell in Folge eines Warnsignals
von der Benutzerschnittstelle 22. Wenn der Drehwinkelsensor 20 oder
der Schalter 24 erfasst, dass der Rahmen 8 seine
Anschlagstellung erreicht hat, so wird auch dies an der Benutzer schnittstelle 22 angezeigt.
Ab diesem Zeitpunkt regelt der Fahrer den Druck in den Hydraulikzylindern 9, 19 nicht
mehr nach. Der Pressdruck nimmt dadurch allmählich ab,
und die weitere Aufnahme von Pressgut führt dazu, dass
der Pressballen allmählich die Gehäuseteile 10, 11 auseinander
drückt. Sobald dies vom Schalter 25 erfasst und
an der Schnittstelle 22 angezeigt wird, weiß der
Fahrer, dass es Zeit ist, den Ballen zu binden. Aufgrund des verminderten
Pressdrucks kann das Bindematerial ohne Schwierigkeiten um den Ballen
gewickelt werden.
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Im
komfortableren Fall steuert die Steuereinheit 21 den Druck
in den Hydraulikzylindern automatisch so lange auf einen vorgegebenen
Wert, bis der Rahmen 8 seine Anschlagstellung erreicht
hat. Wenn dies der Fall ist, spätestens aber wenn der Schalter 25 erfasst,
dass die Gehäuseteile 10, 11 auseinander zu
schwenken beginnen, erzeugt die Schnittstelle 22 ein Warnsignal,
das den Fahrer auffordert, den Ballenbindevorgang auszulösen.
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- 1
- Zugmaschine
- 2
- Ballenpresse
- 3
- Walzen
- 4
- Pickup-Trommel
- 5
- Schneideinrichtung
- 7
- Achse
- 8
- Rahmen
- 9
- Stellglied
- 10
- vorderes
Gehäuseteil
- 11
- hinteres
Gehäuseteil
- 12
- Scharnier
- 13
- Presskammer
- 14
- Pressballen
- 16
- Wegeventil
- 17
- Hydraulikpumpe
- 18
-
- 19
- Stellglied
- 20
- Drehwinkelsensor
- 21
- Steuereinheit
- 22
- Benutzerschnittstelle
- 23
- Vorrat
- 24
- Schalter
- 25
- Schalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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